本發(fā)明涉及電力系統(tǒng)的穩(wěn)定計(jì)算與分析
技術(shù)領(lǐng)域：
，具體涉及一種交直流系統(tǒng)電壓耦合作用的衡量方法及系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
：多饋入直流輸電(multi-infeeddirectcurrent，MIDC)在增加系統(tǒng)運(yùn)行方式的靈活性和擴(kuò)大系統(tǒng)輸送容量的同時(shí)，也增加了系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性。由于多回直流落點(diǎn)于同一交流電網(wǎng)，且各逆變站間電氣耦合緊密，交直流系統(tǒng)間的交互作用變得更加復(fù)雜。受端系統(tǒng)交流故障可能導(dǎo)致多回直流同時(shí)發(fā)生換相失敗，當(dāng)交流故障嚴(yán)重時(shí)可能導(dǎo)致多回直流功率傳輸?shù)闹袛?，這給整個(gè)交直流系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行帶來(lái)巨大挑戰(zhàn)。目前可以采用多饋入交互作用因子衡量多饋入直流輸電系統(tǒng)中逆變站間相互作用的強(qiáng)弱，其中：逆變側(cè)換流母線電壓為最能直接反映特定逆變站間交互作用的運(yùn)行狀態(tài)變量的交流系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)的參數(shù)。假設(shè)在逆變側(cè)換流母線i處投入三相對(duì)稱(chēng)電抗器，使得該母線上的電壓下降1％時(shí)，換流母線j的電壓變化量為ΔUj，多饋入交互作用因子MIIFji定義為：式中，Ui0為故障前換流母線i的電壓，ΔUj、Ui0均采用標(biāo)幺值。多饋入交互作用因子能很好地反映任意兩個(gè)逆變站換流母線電壓之間的相互作用，但是不能衡量受端系統(tǒng)交流母線和直流逆變側(cè)換流母線間電壓耦合作用的強(qiáng)弱。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：為了克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，本發(fā)明提供了一種交直流系統(tǒng)電壓耦合作用的衡量方法及系統(tǒng)。第一方面，本發(fā)明中一種交直流系統(tǒng)電壓耦合作用的衡量方法的技術(shù)方案是：所述方法包括：依據(jù)所述交直流系統(tǒng)中各直流逆變側(cè)換流母線與各受端系統(tǒng)交流母線之間的互阻抗，及所述各受端系統(tǒng)交流母線的自阻抗，計(jì)算交直流電壓耦合作用因子；依據(jù)所述交直流電壓耦合作用因子評(píng)估所述直流逆變側(cè)換流母線與受端系統(tǒng)交流母線之間的電壓耦合作用。進(jìn)一步地，本發(fā)明提供的優(yōu)選技術(shù)方案為：所述交直流電壓耦合作用因子如下式所示：其中：ADVCFjm為第j個(gè)直流逆變側(cè)換流母線與第m個(gè)受端系統(tǒng)交流母線的交直流電壓耦合作用因子，Zjm為第j個(gè)直流逆變側(cè)換流母線與第m個(gè)受端系統(tǒng)交流母線的互阻抗，Zmm為第m個(gè)受端系統(tǒng)交流母線的自阻抗，j≥1，m≥1。進(jìn)一步地，本發(fā)明提供的優(yōu)選技術(shù)方案為：所述依據(jù)交直流電壓耦合作用因子評(píng)估直流逆變側(cè)換流母線與受端系統(tǒng)交流母線之間的電壓耦合作用包括：依據(jù)所述交直流電壓耦合作用因子的數(shù)值大小，確定所述電壓耦合作用的耦合程度大?。黄渲校核鼋恢绷麟妷厚詈献饔靡蜃拥臄?shù)值與所述電壓耦合作用的耦合程度呈正相當(dāng)關(guān)系。第二方面，本發(fā)明中一種交直流系統(tǒng)電壓耦合作用的衡量系統(tǒng)的技術(shù)方案是：所述系統(tǒng)包括：交直流電壓耦合作用因子計(jì)算模塊，用于依據(jù)所述交直流系統(tǒng)中各直流逆變側(cè)換流母線與各受端系統(tǒng)交流母線之間的互阻抗，及所述各受端系統(tǒng)交流母線的自阻抗，計(jì)算交直流電壓耦合作用因子；電壓耦合作用評(píng)估模塊，用于依據(jù)所述交直流電壓耦合作用因子評(píng)估所述直流逆變側(cè)換流母線與受端系統(tǒng)交流母線之間的電壓耦合作用。進(jìn)一步地，本發(fā)明提供的優(yōu)選技術(shù)方案為：所述交直流電壓耦合作用因子計(jì)算模塊包括第一計(jì)算模型，如下式所示：其中：ADVCFjm為第j個(gè)直流逆變側(cè)換流母線與第m個(gè)受端系統(tǒng)交流母線的交直流電壓耦合作用因子，Zjm為第j個(gè)直流逆變側(cè)換流母線與第m個(gè)受端系統(tǒng)交流母線的互阻抗，Zmm為第m個(gè)受端系統(tǒng)交流母線的自阻抗，j≥1，m≥1。進(jìn)一步地，本發(fā)明提供的優(yōu)選技術(shù)方案為：所述電壓耦合作用評(píng)估模塊包括第一評(píng)估單元，用于依據(jù)所述交直流電壓耦合作用因子的數(shù)值大小，確定所述電壓耦合作用的耦合程度大??；其中：所述交直流電壓耦合作用因子的數(shù)值與所述電壓耦合作用的耦合程度呈正相當(dāng)關(guān)系。與最接近的現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：1、本發(fā)明提供的一種交直流系統(tǒng)電壓耦合作用的衡量方法，依據(jù)交直流電壓耦合作用因子評(píng)估在受端系統(tǒng)交流母線發(fā)生故障后直流逆變側(cè)換流母線是否存在換相失敗的風(fēng)險(xiǎn)，該方法實(shí)施步驟簡(jiǎn)單，不需要對(duì)電力系統(tǒng)進(jìn)行全網(wǎng)故障監(jiān)測(cè)，極大地減少了計(jì)算工作量進(jìn)而能夠快速評(píng)估直流逆變側(cè)換流母線是否存在換相失敗風(fēng)險(xiǎn)；同時(shí)，依據(jù)交直流電壓耦合作用因子的數(shù)值可以直觀的體現(xiàn)電壓耦合作用的耦合程度；2、本發(fā)明提供的一種交直流系統(tǒng)電壓耦合作用的衡量系統(tǒng)，交直流電壓耦合作用因子計(jì)算模塊可以依據(jù)交直流系統(tǒng)中各直流逆變側(cè)換流母線與各受端系統(tǒng)交流母線之間的互阻抗，及各受端系統(tǒng)交流母線的自阻抗，計(jì)算交直流電壓耦合作用因子，電壓耦合作用評(píng)估模塊依據(jù)該交直流電壓耦合作用因子評(píng)估直流逆變側(cè)換流母線與受端系統(tǒng)交流母線之間的電壓耦合作用，不需要對(duì)電力系統(tǒng)進(jìn)行全網(wǎng)故障監(jiān)測(cè)，極大地減少了計(jì)算工作量進(jìn)而能夠快速評(píng)估直流逆變側(cè)換流母線是否存在換相失敗風(fēng)險(xiǎn)。附圖說(shuō)明圖1：本發(fā)明實(shí)施例中一種交直流系統(tǒng)電壓耦合作用的衡量方法實(shí)施流程圖；圖2：本發(fā)明實(shí)施例中兩饋入交直流系統(tǒng)示意圖。具體實(shí)施方式為使本發(fā)明實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地說(shuō)明，顯然，所描述的實(shí)施例是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。下面對(duì)本發(fā)明實(shí)施例提供的一種交直流系統(tǒng)電壓耦合作用的衡量方法進(jìn)行說(shuō)明。圖1為本發(fā)明實(shí)施例中一種交直流系統(tǒng)電壓耦合作用的衡量方法實(shí)施流程圖，如圖所示，本實(shí)施例中交直流系統(tǒng)電壓耦合作用的衡量方法可以按照下述步驟實(shí)施，具體為：步驟S101：依據(jù)交直流系統(tǒng)中各直流逆變側(cè)換流母線與各受端系統(tǒng)交流母線之間的互阻抗，及各受端系統(tǒng)交流母線的自阻抗，計(jì)算交直流電壓耦合作用因子。其中：交直流系統(tǒng)為多饋入交直流系統(tǒng)，其包括多回直流系統(tǒng)，各直流系統(tǒng)的整流側(cè)相互獨(dú)立且與各送端交流系統(tǒng)連接，各直流系統(tǒng)的逆變側(cè)與各受端交流系統(tǒng)連接且各直流系統(tǒng)的逆變側(cè)還通過(guò)一回交流線路相互連接，本實(shí)施例中直流逆變側(cè)換流母線指的是各直流系統(tǒng)的逆變側(cè)的母線，受端系統(tǒng)交流母線指的是各受端交流系統(tǒng)與各直流系統(tǒng)連接的母線。步驟S102：依據(jù)交直流電壓耦合作用因子評(píng)估直流逆變側(cè)換流母線與受端系統(tǒng)交流母線之間的電壓耦合作用。其中：交直流電壓耦合作用因子指的是在一個(gè)受端系統(tǒng)交流母線處投入對(duì)稱(chēng)三相電抗器時(shí)該交流母線的線電壓下降量ΔU1，以及與該受端系統(tǒng)交流母線連接的直流逆變側(cè)換流母線的電壓變化量ΔU2的比值ΔU2/ΔU1。交直流電壓耦合作用因子可以用于反映直流逆變側(cè)換流母線與受端系統(tǒng)交流母線之間電壓耦合作用的強(qiáng)弱，交直流電壓耦合作用因子的數(shù)值越大則直流逆變側(cè)換流母線與受端系統(tǒng)交流母線之間的電壓耦合作用越強(qiáng)。本實(shí)施例中依據(jù)交直流電壓耦合作用因子評(píng)估在受端系統(tǒng)交流母線發(fā)生故障后直流逆變側(cè)換流母線是否存在換相失敗的風(fēng)險(xiǎn)，該方法實(shí)施步驟簡(jiǎn)單，不需要對(duì)電力系統(tǒng)進(jìn)行全網(wǎng)故障監(jiān)測(cè)，極大地減少了計(jì)算工作量進(jìn)而能夠快速評(píng)估直流逆變側(cè)換流母線是否存在換相失敗風(fēng)險(xiǎn)；同時(shí)，依據(jù)交直流電壓耦合作用因子的數(shù)值可以直觀的體現(xiàn)電壓耦合作用的耦合程度。進(jìn)一步地，本實(shí)施例中步驟S101可以按照下述步驟實(shí)施，具體為：本實(shí)施例中以一回線路為例對(duì)交直流電壓耦合作用因子的計(jì)算步驟進(jìn)行介紹，該回線路包括相連的第j個(gè)直流逆變側(cè)換流母線與第m個(gè)受端系統(tǒng)交流母線。當(dāng)?shù)趍個(gè)受端系統(tǒng)交流母線發(fā)生故障后在其上投入對(duì)稱(chēng)三相電抗器使得該交流母線的線電壓下降量為ΔUm，相應(yīng)地在第m個(gè)受端系統(tǒng)交流母線處投入對(duì)稱(chēng)三相電抗器后第j個(gè)直流逆變側(cè)換流母線的電壓變化量為ΔUj，ΔUm和ΔUj均為標(biāo)幺值，j≥1，m≥1。其中：三相對(duì)稱(chēng)電抗器的感抗為zL＝j(luò)ωL，發(fā)生故障后第m個(gè)受端系統(tǒng)交流母線向受端交流系統(tǒng)注入的電流為為注入到第m個(gè)受端系統(tǒng)交流母線的電流，為流過(guò)三相對(duì)稱(chēng)電抗器的電流。依據(jù)前述交直流電壓耦合作用因子的定義可知，交直流電壓耦合作用因子ADVCFjm的表達(dá)式如下式(1)所示：受端系統(tǒng)交流母線發(fā)生故障后交直流系統(tǒng)中各交流母線的電壓如下式(2)所示：其中：交流母線包括受端系統(tǒng)交流母線和直流逆變側(cè)換流母線，n為交流母線的總數(shù)，為注入到第k個(gè)交流母線的電流，Zek為故障前第e個(gè)交流母線與第k個(gè)交流母線的互阻抗，Zem為故障前第e個(gè)交流母線與第m個(gè)交流母線的互阻抗。依據(jù)公式(2)可以得到受端系統(tǒng)交流母線發(fā)生故障后第m個(gè)受端系統(tǒng)交流母線的電壓為：其中：Zmm為第m個(gè)受端系統(tǒng)交流母線的自阻抗。將代入公式(3)得到：將公式(4)代入公式(2)得到：故障前第e個(gè)交流母線的電壓如下式(6)所示：依據(jù)公式(5)和(6)可以得到故障后第e個(gè)交流母線的電壓變化量為：依據(jù)公式(7)可以得到第m個(gè)受端系統(tǒng)交流母線與第j個(gè)直流逆變側(cè)換流母線的電壓變化量為：其中：為第m個(gè)受端系統(tǒng)交流母線發(fā)生故障之前的電壓。將公式(8)代入公式(1)可以得到交直流電壓耦合作用因子為：進(jìn)一步地，本實(shí)施例中步驟S102可以按照下述步驟實(shí)施，具體為：本實(shí)施例中可以依據(jù)交直流電壓耦合作用因子的數(shù)值大小，確定電壓耦合作用的耦合程度大小，通過(guò)公式(9)可以確定交直流電壓耦合作用因子的數(shù)值越大則直流逆變側(cè)換流母線與受端系統(tǒng)交流母線之間的電壓耦合作用越強(qiáng)，即交直流電壓耦合作用因子的數(shù)值與電壓耦合作用的耦合程度呈正相當(dāng)關(guān)系，可以通過(guò)交直流電壓耦合作用因子的數(shù)值大小直觀的判斷電壓耦合作用的耦合程度。下面以兩饋入交直流系統(tǒng)為例對(duì)上述交直流系統(tǒng)電壓耦合作用的衡量方法進(jìn)行說(shuō)明。圖2為本發(fā)明實(shí)施例中兩饋入交直流系統(tǒng)示意圖，如圖所示，本實(shí)施例中兩回直流系統(tǒng)逆變側(cè)連接于相鄰的同側(cè)，逆變側(cè)換流母線通過(guò)一回交流線路(其阻抗為z12)相連，整流側(cè)相互獨(dú)立。兩回直流系統(tǒng)的參數(shù)完全一致，主控制模式為恒功率控制，整流側(cè)采用定電流控制，逆變側(cè)采用定熄弧角控制。送端交流系統(tǒng)為無(wú)窮大機(jī)組，受端交流系統(tǒng)可以用系統(tǒng)等值電勢(shì)源串聯(lián)等值阻抗來(lái)表示。1、獲取各直流系統(tǒng)的運(yùn)行參數(shù)，并依據(jù)各運(yùn)行參數(shù)生成兩饋入交直流系統(tǒng)的節(jié)點(diǎn)阻抗矩陣，如下表1所示：表112AB10.0097370.0016590.0009250.00017520.0016590.0097370.0001750.000925A0.0009250.0001750.0010030.000018B0.0001750.0009250.0000180.0010032、計(jì)算交直流電壓耦合作用因子首先通過(guò)表1確定直流逆變側(cè)換流母線1和受端系統(tǒng)交流母線A間的互阻抗Z1A＝0.000925、受端系統(tǒng)交流母線A的自阻抗ZAA＝0.001003。然后依據(jù)公式(9)計(jì)算得到直流逆變側(cè)換流母線1和受端系統(tǒng)交流母線A間的交直流電壓耦合作用因子按照上述方法得到直流逆變側(cè)換流母線2和受端系統(tǒng)交流母線A間的交直流電壓耦合作用因子ADVC2A＝0.174，直流逆變側(cè)換流母線1和受端系統(tǒng)交流母線B間的交直流電壓耦合作用因子ADVC1B＝0.174，直流逆變側(cè)換流母線2和受端系統(tǒng)交流母線B間的交直流電壓耦合作用因子ADVC2B＝0.922。3、依據(jù)交直流電壓耦合作用因子評(píng)估各直流逆變側(cè)換流母線和受端系統(tǒng)交流母線電壓耦合作用的耦合程度，由于交直流電壓耦合作用因子的數(shù)值與電壓耦合作用的耦合程度呈正相當(dāng)關(guān)系，可以確定：直流逆變側(cè)換流母線2和受端系統(tǒng)交流母線A間的電壓耦合程度，以及直流逆變側(cè)換流母線1和受端系統(tǒng)交流母線B間的電壓耦合程度相等；直流逆變側(cè)換流母線1和受端系統(tǒng)交流母線A間的電壓耦合程度，以及直流逆變側(cè)換流母線2和受端系統(tǒng)交流母線B間的電壓耦合程度相等；直流逆變側(cè)換流母線1和受端系統(tǒng)交流母線A間的電壓耦合程度，大于直流逆變側(cè)換流母線2和受端系統(tǒng)交流母線A間的電壓耦合程度。本發(fā)明還提供了一種交直流系統(tǒng)電壓耦合作用的衡量系統(tǒng)，并給出具體實(shí)施例。本實(shí)施例中一種交直流系統(tǒng)電壓耦合作用的衡量系統(tǒng)包括交直流電壓耦合作用因子計(jì)算模塊和電壓耦合作用評(píng)估模塊。其中：交直流電壓耦合作用因子計(jì)算模塊，用于依據(jù)交直流系統(tǒng)中各直流逆變側(cè)換流母線與各受端系統(tǒng)交流母線之間的互阻抗，及各受端系統(tǒng)交流母線的自阻抗，計(jì)算交直流電壓耦合作用因子。電壓耦合作用評(píng)估模塊，用于依據(jù)交直流電壓耦合作用因子評(píng)估直流逆變側(cè)換流母線與受端系統(tǒng)交流母線之間的電壓耦合作用。本實(shí)施例中交直流電壓耦合作用因子計(jì)算模塊可以依據(jù)交直流系統(tǒng)中各直流逆變側(cè)換流母線與各受端系統(tǒng)交流母線之間的互阻抗，及各受端系統(tǒng)交流母線的自阻抗，計(jì)算交直流電壓耦合作用因子，電壓耦合作用評(píng)估模塊依據(jù)該交直流電壓耦合作用因子評(píng)估直流逆變側(cè)換流母線與受端系統(tǒng)交流母線之間的電壓耦合作用，不需要對(duì)電力系統(tǒng)進(jìn)行全網(wǎng)故障監(jiān)測(cè)，極大地減少了計(jì)算工作量進(jìn)而能夠快速評(píng)估直流逆變側(cè)換流母線是否存在換相失敗風(fēng)險(xiǎn)。進(jìn)一步地，本實(shí)施例中交直流電壓耦合作用因子計(jì)算模塊可以包括第一計(jì)算模型，該第一計(jì)算模型如下式(10)所示：其中：ADVCFjm為第j個(gè)直流逆變側(cè)換流母線與第m個(gè)受端系統(tǒng)交流母線的交直流電壓耦合作用因子，Zjm為第j個(gè)直流逆變側(cè)換流母線與第m個(gè)受端系統(tǒng)交流母線的互阻抗，Zmm為第m個(gè)受端系統(tǒng)交流母線的自阻抗，j≥1，m≥1。進(jìn)一步地，本實(shí)施例中電壓耦合作用評(píng)估模塊可以包括第一評(píng)估單元，該第一評(píng)估單元用于依據(jù)交直流電壓耦合作用因子的數(shù)值大小，確定電壓耦合作用的耦合程度大小。通過(guò)公式(10)可以確定交直流電壓耦合作用因子的數(shù)值越大則直流逆變側(cè)換流母線與受端系統(tǒng)交流母線之間的電壓耦合作用越強(qiáng)，即交直流電壓耦合作用因子的數(shù)值與電壓耦合作用的耦合程度呈正相當(dāng)關(guān)系，可以通過(guò)交直流電壓耦合作用因子的數(shù)值大小直觀的判斷電壓耦合作用的耦合程度。本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員應(yīng)明白，本申請(qǐng)的實(shí)施例可提供為方法、系統(tǒng)、或計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品。因此，本申請(qǐng)可采用完全硬件實(shí)施例、完全軟件實(shí)施例、或結(jié)合軟件和硬件方面的實(shí)施例的形式。而且，本申請(qǐng)可采用在一個(gè)或多個(gè)其中包含有計(jì)算機(jī)可用程序代碼的計(jì)算機(jī)可用存儲(chǔ)介質(zhì)(包括但不限于磁盤(pán)存儲(chǔ)器、CD-ROM、光學(xué)存儲(chǔ)器等)上實(shí)施的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品的形式。本申請(qǐng)是參照根據(jù)本申請(qǐng)實(shí)施例的方法、設(shè)備(系統(tǒng))、和計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品的流程圖和/或方框圖來(lái)描述的。應(yīng)理解可由計(jì)算機(jī)程序指令實(shí)現(xiàn)流程圖和/或方框圖中的每一流程和/或方框、以及流程圖和/或方框圖中的流程和/或方框的結(jié)合。可提供這些計(jì)算機(jī)程序指令到通用計(jì)算機(jī)、專(zhuān)用計(jì)算機(jī)、嵌入式處理機(jī)或其他可編程數(shù)據(jù)處理設(shè)備的處理器以產(chǎn)生一個(gè)機(jī)器，使得通過(guò)計(jì)算機(jī)或其他可編程數(shù)據(jù)處理設(shè)備的處理器執(zhí)行的指令產(chǎn)生用于實(shí)現(xiàn)在流程圖一個(gè)流程或多個(gè)流程和/或方框圖一個(gè)方框或多個(gè)方框中指定的功能的裝置。這些計(jì)算機(jī)程序指令也可存儲(chǔ)在能引導(dǎo)計(jì)算機(jī)或其他可編程數(shù)據(jù)處理設(shè)備以特定方式工作的計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)器中，使得存儲(chǔ)在該計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)器中的指令產(chǎn)生包括指令裝置的制造品，該指令裝置實(shí)現(xiàn)在流程圖一個(gè)流程或多個(gè)流程和/或方框圖一個(gè)方框或多個(gè)方框中指定的功能。這些計(jì)算機(jī)程序指令也可裝載到計(jì)算機(jī)或其他可編程數(shù)據(jù)處理設(shè)備上，使得在計(jì)算機(jī)或其他可編程設(shè)備上執(zhí)行一系列操作步驟以產(chǎn)生計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)的處理，從而在計(jì)算機(jī)或其他可編程設(shè)備上執(zhí)行的指令提供用于實(shí)現(xiàn)在流程圖一個(gè)流程或多個(gè)流程和/或方框圖一個(gè)方框或多個(gè)方框中指定的功能的步驟。顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對(duì)本發(fā)明進(jìn)行各種改動(dòng)和變型而不脫離本發(fā)明的精神和范圍。這樣，倘若本發(fā)明的這些修改和變型屬于本發(fā)明權(quán)利要求及其等同技術(shù)的范圍之內(nèi)，則本發(fā)明也意圖包含這些改動(dòng)和變型在內(nèi)。當(dāng)前第1頁(yè)1 2 3